據(jù)報道，華為七合一電驅(qū)在電機定子UVW接線端安裝了一個環(huán)形的納米晶磁環(huán)。那么這個磁環(huán)安裝在這里發(fā)揮什么作用呢？是華為最新技術(shù)的探索，還是其他方面的考量呢？

為什么在電機UVW端加納米晶磁環(huán)？

電機控制器輸出的是高頻PWM方波電壓（幾千到十幾kHz），電機定子端接收的電壓信號含有大量高頻諧波與共模電壓。

這些高頻分量會通過定子繞組對地寄生電容耦合，產(chǎn)生以下問題：

共模電流（Common Mode Current）

高頻電流會沿電纜屏蔽層、殼體、軸承形成環(huán)路，導(dǎo)致電磁干擾（EMI）和軸承電蝕。

電磁干擾（EMI）

高頻諧波輻射干擾周邊傳感器、低壓控制線路，甚至影響車載通信（如CAN）。

絕緣應(yīng)力增加

高頻電壓尖峰加速繞組絕緣老化，尤其在高壓平臺下。

（AlisMark微信公眾號圖片）這顆納米晶磁環(huán)的作用機理是什么呢？

納米晶磁芯具有：

高磁導(dǎo)率（μ高達10?級）

高頻損耗低

飽和磁通密度高

當(dāng)三相電流通過磁環(huán)時：

差模電流（驅(qū)動電流）：三相電流矢量和為零，磁場互相抵消 → 幾乎不受影響；

共模電流（高頻干擾電流）：三相電流方向相同，磁場疊加 → 被強烈抑制。

它能有效衰減 100 kHz～30 MHz 的共模干擾，而不會影響電機的驅(qū)動電流波形。（AlisMark微信公眾號圖片）

屏蔽吸波 EMC（電磁兼容）納米晶是一類專門針對電磁干擾（EMI）抑制設(shè)計的納米晶材料，其核心特性圍繞 “高效屏蔽電磁輻射” 與 “吸收多余電磁波” 展開，通過納米尺度效應(yīng)優(yōu)化電磁參數(shù)（磁導(dǎo)率、介電常數(shù)、損耗角正切），解決電子設(shè)備的電磁兼容問題。以下從核心特性和典型用途兩方面詳細解析，結(jié)合 EMC 場景的實際需求展開說明：

一、屏蔽吸波 EMC 納米晶的核心特性（適配 EMC 場景的關(guān)鍵能力）

EMC 納米晶的特性本質(zhì)是 “納米尺度磁 / 介電效應(yīng)” 與 “電磁損耗機制” 的結(jié)合，區(qū)別于普通納米晶，其設(shè)計目標(biāo)聚焦 “高效衰減電磁波”，具體表現(xiàn)為以下 4 點核心能力：

1. 寬頻高磁導(dǎo)率，覆蓋 EMI 主要頻段

• 核心表現(xiàn)：在 EMC 關(guān)注的關(guān)鍵頻段（100kHz~10GHz，涵蓋工業(yè)控制、消費電子、通信設(shè)備的主要干擾頻段）內(nèi)，EMC 納米晶的初始磁導(dǎo)率（μ?）可達 10?~10?（遠高于傳統(tǒng)電磁屏蔽材料如硅鋼片（μ?≈103）、鐵氧體（μ?≈103）），且磁導(dǎo)率在寬頻段內(nèi)保持穩(wěn)定（無明顯衰減）。
• EMC 適配價值：高磁導(dǎo)率意味著材料能高效 “引導(dǎo)” 電磁波穿過自身（而非泄漏到外部），為后續(xù)的電磁損耗提供基礎(chǔ)，尤其適合抑制低頻（100kHz~1MHz）電磁干擾（如電機、變壓器的磁場輻射）。
• 典型案例：納米晶 Fe-Si-B-Cu-Nb 合金（常用 EMC 納米晶體系）在 1MHz 頻段的磁導(dǎo)率可達 8×10?，是傳統(tǒng)鐵氧體的 8 倍以上，能有效吸收低頻磁場干擾。

2. 高電磁損耗能力，兼顧 “吸收” 與 “衰減”

EMC 納米晶通過 “磁損耗” 與 “介電損耗” 雙重機制衰減電磁波，避免傳統(tǒng)屏蔽材料（如金屬板）“僅反射不吸收” 導(dǎo)致的二次干擾問題：

• 磁損耗：納米晶的晶粒尺寸小（10~50nm），晶界數(shù)量多，磁疇壁運動受阻，同時存在 “磁滯損耗”“渦流損耗”“共振損耗” 三種機制：
  • 低頻段（100kHz~1MHz）：以磁滯損耗為主，通過磁疇反復(fù)翻轉(zhuǎn)消耗電磁波能量；
  • 中高頻段（1MHz~10GHz）：以渦流損耗和自然共振損耗為主，渦流在納米晶內(nèi)部產(chǎn)生焦耳熱，共振損耗則通過磁矩共振吸收電磁波能量。
• 介電損耗：部分 EMC 納米晶（如摻雜 TiO?、ZrO?的復(fù)合納米晶）通過界面極化、偶極子極化產(chǎn)生介電損耗，補充高頻段（5~10GHz）的電磁衰減能力（純磁性納米晶在高頻易因趨膚效應(yīng)導(dǎo)致?lián)p耗下降）。
• EMC 適配價值：雙重損耗機制可實現(xiàn) “寬頻衰減”，對 100kHz~10GHz 的電磁波衰減量（SE，屏蔽效能）可達 20~60dB（dB 值越高，屏蔽效果越好，20dB 意味著 99% 的電磁波被衰減），且吸收損耗占比＞60%（避免反射干擾周邊設(shè)備）。

3. 低矯頑力與高飽和磁感應(yīng)強度，兼顧 “軟磁特性” 與 “抗飽和能力”

• 低矯頑力（Hc＜10A/m）：EMC 納米晶屬于 “軟磁材料”，在外部磁場作用下易磁化、去磁，無剩磁殘留，避免因磁滯導(dǎo)致的設(shè)備磁干擾（如影響傳感器精度）。
• 高飽和磁感應(yīng)強度（Bs＞1.5T）：可承受較高的外部磁場（如靠近電機、變壓器的強磁場環(huán)境）而不發(fā)生 “磁飽和”，飽和后材料磁導(dǎo)率會驟降，屏蔽能力失效，高 Bs 確保材料在強磁場下仍能穩(wěn)定工作。
• EMC 適配價值：適用于 “強磁場 + 高干擾” 場景（如新能源汽車電機控制器、工業(yè)變頻器），既避免自身磁干擾，又能穩(wěn)定屏蔽外部強磁場輻射。

4. 輕量化、薄型化與良好的加工性，適配緊湊電子設(shè)備

• 輕量化：EMC 納米晶的密度約為 7.0~7.5g/cm3，低于傳統(tǒng)屏蔽材料如黃銅（8.9g/cm3）、坡莫合金（8.8g/cm3），比金屬屏蔽板減重 15%~20%。
• 薄型化：可制備成厚度 0.01~0.5mm 的帶材、薄膜或涂層（如納米晶濺射薄膜、納米晶復(fù)合涂料），遠薄于傳統(tǒng)金屬屏蔽殼（通?！?mm），適配手機、筆記本電腦、傳感器等緊湊設(shè)備的空間需求。
• 加工性：納米晶帶材可裁剪、彎曲，復(fù)合納米晶涂料可通過噴涂、刷涂覆蓋異形部件（如連接器、芯片引腳），解決傳統(tǒng)金屬屏蔽難以適配復(fù)雜結(jié)構(gòu)的問題。
• EMC 適配價值：滿足當(dāng)前電子設(shè)備 “小型化、集成化” 趨勢，在有限空間內(nèi)實現(xiàn)高效屏蔽，且不增加設(shè)備重量（如新能源汽車車載芯片屏蔽，需兼顧輕量化以提升續(xù)航）。

二、屏蔽吸波 EMC 納米晶的典型用途（按 EMC 應(yīng)用場景分類）

EMC 納米晶的用途聚焦 “抑制電磁干擾、保障設(shè)備電磁兼容”，覆蓋消費電子、新能源汽車、工業(yè)控制、通信等核心領(lǐng)域，具體場景如下：

1. 消費電子領(lǐng)域：抑制高頻輻射，保障設(shè)備穩(wěn)定性

應(yīng)用場景 1：手機、筆記本電腦的 “內(nèi)部 EMI 屏蔽”手機射頻模塊（5G 天線）、筆記本 CPU/GPU 工作時會產(chǎn)生 1~10GHz 的高頻電磁輻射，易干擾周邊芯片（如傳感器、攝像頭）。將 EMC 納米晶薄膜（厚度 0.05~0.1mm）貼附在輻射源與敏感芯片之間，可實現(xiàn) 30~40dB 的屏蔽效能，避免信號干擾（如通話雜音、攝像頭畫質(zhì)模糊）。

• 典型產(chǎn)品：納米晶 Fe-Si-B 帶材制成的 “屏蔽片”，已應(yīng)用于蘋果、華為等品牌的高端機型。

應(yīng)用場景 2：充電器、電源適配器的 “低頻干擾抑制”充電器中的變壓器、電感會產(chǎn)生 100kHz~1MHz 的低頻磁場輻射，若泄漏會干擾電視、收音機等設(shè)備。將 EMC 納米晶磁環(huán)（內(nèi)徑 5~10mm，外徑 10~20mm）套在充電器電源線外側(cè)，利用納米晶的高磁導(dǎo)率引導(dǎo)磁場，通過磁滯損耗衰減干擾，屏蔽效能可達 25~35dB，滿足 GB 9254 電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)。

2. 新能源汽車領(lǐng)域：解決 “高壓系統(tǒng) EMI” 難題

新能源汽車的高壓系統(tǒng)（電池、電機控制器、OBC 車載充電機）工作電壓 300~800V，電流數(shù)百安培，會產(chǎn)生 10kHz~1GHz 的寬頻電磁干擾，不僅影響車載雷達、導(dǎo)航等電子設(shè)備，還可能干擾外部電網(wǎng)（如充電時的諧波干擾）。EMC 納米晶的主要應(yīng)用包括：

• 電機控制器屏蔽：在電機控制器外殼內(nèi)壁噴涂納米晶復(fù)合涂料（厚度 0.1~0.2mm），或貼附納米晶帶材，對 10kHz~100MHz 的磁場干擾衰減 40~50dB，避免干擾車載 CAN 總線（控制信號傳輸）。
• OBC 電磁濾波：在 OBC 的輸入 / 輸出線路中串聯(lián)納米晶共模電感（磁芯為納米晶 Fe-Si-B-Cu-Nb 合金），利用納米晶的高磁導(dǎo)率和低損耗，抑制共模干擾（主要干擾類型），滿足 ISO 11452-2 汽車電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)。
• 電池包線束屏蔽：在電池包的高壓線束外層包裹納米晶屏蔽網(wǎng)（由納米晶帶材編織而成），替代傳統(tǒng)銅網(wǎng)屏蔽，減重 20% 的同時，對 1MHz~1GHz 的輻射干擾衰減 35~45dB。

3. 工業(yè)控制領(lǐng)域：保障 “精密設(shè)備抗干擾能力”

工業(yè)場景中的變頻器、伺服電機、PLC 控制器會產(chǎn)生強電磁輻射，易干擾傳感器（如溫度傳感器、位移傳感器）、數(shù)控機床等精密設(shè)備，導(dǎo)致測量誤差或設(shè)備誤動作。EMC 納米晶的應(yīng)用包括：

• 變頻器屏蔽：在變頻器外殼內(nèi)側(cè)貼附納米晶帶材（厚度 0.2~0.3mm），對 100kHz~1MHz 的磁場干擾衰減 30~40dB，避免干擾周邊的壓力傳感器（測量精度要求 ±0.1%）。
• 伺服電機磁芯：將 EMC 納米晶制成伺服電機的定子磁芯，替代傳統(tǒng)硅鋼片，不僅提升電機效率（降低鐵損 30%），還能通過納米晶的磁損耗抑制電機運行時的高頻磁場輻射（1~10MHz），屏蔽效能可達 25~35dB，滿足 IEC 61800-3 工業(yè)電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)。

4. 通信與基站領(lǐng)域：減少 “信號互擾”

5G 基站的天線陣列、RRU 射頻拉遠單元工作在 3.5GHz、26GHz 等頻段，會產(chǎn)生高頻電磁輻射，若泄漏到周邊的廣播電視信號塔或其他基站，會導(dǎo)致信號互擾（如通話掉話、網(wǎng)速下降）。EMC 納米晶的應(yīng)用包括：

• 基站天線屏蔽罩：在基站天線屏蔽罩的內(nèi)層添加納米晶薄膜（厚度 0.05~0.1mm），對 2~10GHz 的電磁波衰減 35~45dB，避免輻射泄漏到外部，同時減少外部干擾（如其他基站的信號入侵）。
• RRU 外殼屏蔽：在 RRU 外殼（鋁合金材質(zhì)）表面濺射納米晶涂層（厚度 0.01~0.02mm），利用納米晶的介電損耗和磁損耗，對 1~6GHz 的輻射干擾衰減 30~40dB，滿足 YD/T 2592-2010 通信設(shè)備電磁兼容標(biāo)準(zhǔn)。

5. 醫(yī)療電子領(lǐng)域：確保 “設(shè)備電磁安全性”

醫(yī)療設(shè)備（如 MRI 核磁共振、心電監(jiān)護儀、超聲診斷儀）對電磁干擾極為敏感：MRI 的強磁場（1.5~3.0T）會干擾周邊設(shè)備，而心電監(jiān)護儀的微弱信號（μV 級別）易被外部干擾淹沒。EMC 納米晶的應(yīng)用包括：

• MRI 機房屏蔽：在 MRI 機房的墻壁、天花板內(nèi)側(cè)鋪設(shè)納米晶復(fù)合板材（納米晶顆粒與樹脂復(fù)合，厚度 5~10mm），對 0.1~10MHz 的磁場干擾衰減 50~60dB，避免干擾隔壁的心電監(jiān)護儀（信號精度要求 ±5μV）。
• 超聲探頭屏蔽：在超聲探頭的線纜外層包裹納米晶屏蔽層（厚度 0.1~0.2mm），替代傳統(tǒng)銅箔屏蔽，減少外部電磁干擾（如醫(yī)院的高頻電刀輻射）對超聲圖像的影響（避免圖像出現(xiàn)雜波）。

總結(jié)

屏蔽吸波 EMC 納米晶的核心價值在于：通過納米尺度優(yōu)化磁 / 介電參數(shù)，實現(xiàn) “寬頻、高效、低反射” 的電磁屏蔽，同時兼顧輕量化、薄型化與加工性，解決傳統(tǒng)屏蔽材料（金屬、鐵氧體）“窄頻、重、厚、易反射干擾” 的痛點。其用途覆蓋從消費電子到新能源汽車、工業(yè)控制的全場景 EMC 需求，是保障電子設(shè)備 “無干擾運行” 的關(guān)鍵材料，尤其適配當(dāng)前 “高頻化、集成化、輕量化” 的技術(shù)趨勢。

未來，隨著 5G、6G 通信、自動駕駛、高精度醫(yī)療設(shè)備的發(fā)展，對 EMC 的要求將進一步提升（如更高頻段、更強抗干擾能力），EMC 納米晶將向 “更高磁導(dǎo)率、更寬頻損耗、更低成本” 方向迭代，進一步擴大應(yīng)用范圍。

軟磁材料的分類：

1、軟磁材料按材料成分分類：

金屬軟磁：最早使用，包括硅鋼、坡莫合金等。

鐵氧體軟磁：為以氧化鐵為主要成分的磁性氧化物，包括錳鋅系，鎳鋅系鐵氧體等。

非晶軟磁：主要包含鐵基、鐵鎳基、鈷基非晶材料、納米非晶材料等。

非晶合金生產(chǎn)工藝

納米晶軟磁：納米晶合金有時會被認(rèn)為是非晶合金的一類，兩者的區(qū)分并不嚴(yán)格，但兩者實際有較大的區(qū)別。納米晶是在非晶態(tài)合金制備工藝之后，再經(jīng)過高度控制的退火環(huán)節(jié)，形成的具有納米級微晶體和非晶混合組織結(jié)構(gòu)的材料。

非晶與晶體結(jié)構(gòu)微觀對比

納米晶軟磁相較前述三者具備更加優(yōu)異的綜合性能：相較于非晶合金，可具有更高的飽和磁感應(yīng)強度和初始磁導(dǎo)率，同時也更加適應(yīng)小型化、集成化的發(fā)展趨勢，相較于鐵基非晶，損耗通常還可繼續(xù)降低，為高頻電力電子應(yīng)用的理想材料。

2、軟磁材料按照產(chǎn)品形態(tài)分類

軟磁材料可分為合金類、粉芯類、鐵氧體類。

軟磁材料的對比:

軟磁材料性能

鐵氧體、納米非晶等主要用于高頻電子電力元器件，包括各類電容、電感等，可應(yīng)用于通信、家電、新能源車、無線充電等領(lǐng)域，納米晶合金在部分領(lǐng)域與鐵氧體形成直接競爭。

不同類型非晶合金性能及下游應(yīng)用

納米晶合金較非晶合金整體具有更高的磁導(dǎo)率和更低的損耗，傳輸效率更高，體積更小，主要應(yīng)用于中、高頻環(huán)境的電子磁性元器件，下游包括消費電子、新能源汽車、變頻家電、粒子加速器等領(lǐng)域。

隨著國家對“碳達峰”、“碳中和”整體規(guī)劃和目標(biāo)的確定，以非晶合 金等材料制造的高效節(jié)能變壓器迎來戰(zhàn)略性的發(fā)展機遇和更寬廣的市 場空間。

納米晶合金是將含鐵、硅、硼、鈮、銅等元素的合金熔液，通過急速、高 精度冷卻技術(shù)，在非晶基礎(chǔ)上形成彌散、均勻納米島嶼結(jié)構(gòu)的材料，具有 較高的飽和磁密、高初始磁導(dǎo)率和較低的高頻損耗等特性，廣泛應(yīng)用于中、 高頻領(lǐng)域的能量傳輸與濾波。

納米晶超薄帶產(chǎn)品是制造電感、電子變壓器、互感器、傳感器、無線充電 模塊等磁性器件的優(yōu)良材料，主要應(yīng)用于消費電子、新能源發(fā)電、新能源 汽車、家電、粒子加速器等領(lǐng)域，滿足電力電子技術(shù)向大電流、高頻化、 小型輕量、節(jié)能等發(fā)展趨勢的要求，目前已在智能手機無線充電模塊、新 能源汽車電機等產(chǎn)品端實現(xiàn)規(guī)?；瘧?yīng)用。

納米晶合金將加速替代鐵氧體軟磁。與鐵氧體軟磁材料、非晶軟磁材料等 材料相比，納米晶超薄帶因其高飽和磁度、低矯頑力、高初始磁導(dǎo)率等材 料特性可以縮小磁性器件體積、降低磁性器件損耗，屬于新型磁性材料， 綜合磁性性能更為優(yōu)異。隨著技術(shù)進步對磁性材料的要求提高以及消費電 子、新能源汽車等新興市場領(lǐng)域需求的上升，納米晶超薄帶對傳統(tǒng)鐵氧體 材料有望逐步形成替代。

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